通过加入稀土（RE）元素改善镁合金的力学性能已成为镁合金强化的一种有效途径。其中较为常见的是高压压铸（HPDC）Mg-Al-RE系,其微观结构和力学性能与RE的类型以及含量相关。本文通过合金设计和工艺控制成功制备了三种高性能HPDC Mg-Al-RE合金,有效解决了HPDC Mg-Al系合金室温及高温强度不足的问题。本文的创新研究为高性能HPDC Mg-Al-RE合金的发展提供了理论基础。首次在HPDC AE44合金的研究基础上,通过添加单一稀土元素Gd制备出主要金属间相为花瓣状相的Mg-4Al-4Gd-0.3Mn（wt.%）合金（AGd44合金）,之后通过时效处理进一步提高合金强度。为了进一步降低合金的成本,通过用部分Ca元素代替稀土元素La设计制备出高强低花费Mg-4Al-3La-1Ca-0.3Mn（wt.%）合金（ALX431合金）,该合金主要金属间相为Al3La和（Mg,Al）2Ca相,时效处理之后合金的强度得到进一步提高。在以上研究基础上,我们进一步研究了Gd和La元素的复合添加对Mg-Al系合金力学性能和微观结构的影响,并制备出超高强Mg-1Al-1La-8Gd-0.3Mn（wt.%）合金（AE19合金）。铸态AGd44合金的屈服强度、抗拉强度、断裂延伸率分别为130 MPa、250 MPa、25%,经过峰时效处理后合金的屈服强度为170 MPa,抗拉强度达到260 Mpa,断裂延伸率19.4%。峰时效合金优良的室温及高温性能主要是因为在Mg基体中析出板条状和薄片状的Mg17Al12相,这些在基体和晶界处析出的沉淀相将有效阻碍位错和晶界的滑动,从而强化合金。与AGd44合金相比,ALX431合金表现出了更高的强度,铸态ALX431合金的屈服强度、抗拉强度分别为178 MPa、267 MPa,合金在250°C时屈服强度、抗拉强度分别为113 MPa、134 MPa。ALX431合金优异的室温及高温力学性能主要归因于细晶强化和第二相强化。峰时效处理后,合金的室温及高温性能均得到了明显提高,大量纳米级Al2Ca颗粒析出在晶界附近和α-Mg基质中,这些析出相强化了晶界和α-Mg基体。此外,Al2Ca相具有较高的熔点,进一步增强了合金在高温下的强度。为了进一步提高合金的强度,我们制备了AE19合金,该合金表现出了目前最优的屈服强度以及优异的高温力学性能。超高的屈服强度主要归因于晶界和基体中分布的大量第二相,以及细小的晶粒尺寸。